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L’ère de l’automatique
Le 29 août, à l’issue de l’Ifac 2014, le plus grand congrès international sur l’automatique, la France a pris la présidence de la Fédération internationale de l’automatique pour la période 2014-2017. C’est votre laboratoire, le LAAS1, qui assurera l’organisation du prochain congrès. Mais c’est quoi, au juste, l’automatique ?
Dimitri Peaucelle : Les automates sont des dispositifs alors que l’automatique est un champ de recherche scientifique qui traite, entre autres, des automates. Dans notre vie quotidienne, nous sommes entourés de systèmes automatisés : réfrigérateurs qui maintiennent un froid constant, chargeurs de batterie qui adaptent la charge à l’état physico-chimique, régulateurs de vitesse, de freinage (ABS) d’une voiture, pilotes automatiques des avions ou des fusées, etc. Ces systèmes dynamiques doivent être constamment contrôlés pour que la fonction demandée soit maintenue : ainsi, le réfrigérateur enclenche son moteur dès que la température est trop haute, le régulateur augmente le régime moteur dès que la voiture ralentit dans une côte, etc. À tout moment, un « correcteur », un algorithme de contrôle, calcule les actions à réaliser par divers actionneurs (pompe, accélérateur…) pour maintenir la fonction demandée, pour éviter que le système ne s’emballe ou ne s’arrête. L’automatique est la science qui propose de concevoir ces algorithmes de contrôle, mais aussi des algorithmes de surveillance, de diagnostic et d’estimation.
L’automatique est-elle présente dans tous les secteurs industriels ?
D. P. : Oui, les ingénieurs en automatique interviennent aussi bien dans l’électroménager, l’automobile, l’aérospatiale que pour la régulation des procédés chimiques, le traitement des eaux, les imprimantes en 3D… Si les algorithmes qui commandent un réfrigérateur sont simples, ceux qui permettent de maintenir un satellite ou une fusée sur sa trajectoire sont ultra-complexes et requièrent une grande expertise. L’automatique est un secteur clé pour la recherche et le développement des technologies de pointe.
À quelle époque l’automatique est-elle née ?
D. P. : Pour fabriquer leurs clepsydresFermerAppareil servant à mesurer le temps par écoulement régulier d’eau d’un vase dans un autre muni d’une échelle horaire., les Grecs devaient déjà maîtriser le principe de rétroaction, principe de base du contrôle automatique. Mais la science s’est surtout développée au XIXe siècle. Avec l’essor des trains à vapeur, il a fallu mettre au point des régulateurs mécaniques pour éviter que les machines ne s’emballent et n’explosent. Le développement de l’électronique, dans les années 1940-1950 a permis de réaliser des régulateurs plus complexes. Et aujourd’hui, à l’heure où les ordinateurs sont si puissants qu’ils permettent de réaliser des régulateurs tenant dans une minuscule puce, les algorithmes proposés par les automaticiens sont plus sophistiqués que jamais.
Comment se place la France dans ce domaine, elle qui vient de prendre la présidence de la Fédération internationale de l’automatique ?
D. P. : Depuis plus de dix ans, la France est le premier pays représenté à l’Ifac en nombre de conférenciers et elle figure dans le peloton de tête des pays qui, misant sur les technologies de pointe, ont beaucoup investi dans la recherche en automatique. Le CNRS y est pour beaucoup. Depuis des années, l’institution recrute des chercheurs de grande qualité, soutient de nombreuses coopérations internationales et anime le groupement de recherche Macs (Modélisation, analyse et conduite des systèmes dynamiques).
Vous êtes automaticien au LAAS. Sur quels systèmes automatiques travaillez-vous en particulier ?
D. P. : Pour des raisons géographiques, nous sommes particulièrement sollicités par le secteur aérospatial2. Nous travaillons avec les équipes d’Airbus Group qui conçoivent les avions, les lanceurs, ou avec celles qui font le design des satellites. J’ai d’ailleurs eu l’opportunité de superviser la thèse d’Alexandru Razvan Luzi, qui s’est conclue par la création d’un nouvel algorithme de commande, testé en conditions réelles sur le satellite Picard du Cnes au cours du mois de janvier 2014.
Ces algorithmes, imaginés en laboratoire, sont-ils testés avant usage ?
D. P. : Bien sûr ! Beaucoup de tests théoriques permettent de prouver que les propriétés (maintien de la température, de la vitesse, de la trajectoire, etc.) sont garanties. Ce n’est qu’une fois que ces garanties mathématiques sont obtenues que les industriels acceptent d’inclure ces algorithmes dans leurs systèmes, puis de mener des tests de fonctionnement réels.
À quels enjeux futurs l’automatique peut-elle apporter une réponse ?
D. P. : Nous pensons pouvoir trouver une solution au problème du contrôle des systèmes répartis. Aujourd’hui, quand on installe en grand nombre des panneaux solaires ou des éoliennes un peu partout sur un territoire, on a beaucoup de mal à répartir l’électricité qui en résulte selon les besoins des consommateurs. On consomme même parfois plus d’énergie à répartir cette électricité qu’à la produire. Or des automaticiens travaillent sur des algorithmes qui permettraient d’adapter le réseau de distribution en fonction des fluctuations des sources (vent, ensoleillement, etc.) et des consommations. En robotique, l’automatique permettra également de trouver des règles de comportement pour chacun des individus afin qu’un groupe de robots se comporte de façon optimale pour un besoin donné.
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